KR101210792B1 - Flexible Organic Light-Emitting Diodes And Manufacturing Method Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 성능을 향상시킨 FOLED 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 FOLED를 제작한 후, 외부 전압을 인가하여 (E-annealing) 이온 불순물들을 전극 근방의 경계층에 트랩핑 하여 전하 주입 장벽을 낮추어 줌으로써 FOLED 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따라 제작된 FOLED 는 높은 EL 발광 및 효율 특성을 나타낸다.
The present invention relates to a FOLED having improved performance and a manufacturing method thereof.
After fabricating the FOLED, the FOLED performance can be improved by lowering the charge injection barrier by trapping ionic impurities in the boundary layer near the electrode by applying an external voltage (E-annealing).
FOLED fabricated according to the present invention exhibits high EL emission and efficiency characteristics.

Description

유연성 유기발광 소자 및 그 제조방법{Flexible Organic Light-Emitting Diodes And Manufacturing Method Thereof}Flexible Organic Light-Emitting Diodes And Manufacturing Method Thereof

본 발명은 유연성 유기발광 소자(FOLED:Flexible Organic Light-Emitting Diodes, 이하 FOLED 라 한다) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 PES(polyethersulfone) 기판에 전도성 폴리머 애노드(polymer anodes)를 갖는 FOLED의 성능을 향상시키는 제조방법 및 그에 따라 제조되는 FOLED에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to flexible organic light-emitting diodes (FOLEDs) and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a flexible organic light-emitting diode (FOLED) and a method of manufacturing the same. It relates to a manufacturing method for improving the performance of the FOLED and to a FOLED manufactured accordingly.

OLED는 완전 컬러 평판 디스플레이(full-color flat-panel displays) 및 대면적 조명에 사용될 수 있어 매우 주목받고 있는 소자이다. OLED의 또 하나의 큰 장점은 유연성(flexibility)이 있다는 것이다. 이러한 FOLED를 구현하기 위한 키 이슈(key issue)는 유연성 기판에 투명전극을 형성하는 문제이다. ITO(Indium-tin-oxide)는 투명전극(애노드)에 널리 사용되고 있으나, 유연성 기판 상에서 그 취약성 때문에 안정한 애노드 특성을 제공하지 못하고 있다. OLEDs are a very attractive device because they can be used for full-color flat-panel displays and large area illumination. Another big advantage of OLEDs is their flexibility. The key issue for implementing such FOLED is a problem of forming a transparent electrode on a flexible substrate. Indium-tin-oxide (ITO) is widely used for transparent electrodes (anode), but it does not provide stable anode characteristics due to its vulnerability on the flexible substrate.

그에 따라 ITO를 대체하기 위해 폴리아닐린(polyaniline), 폴리파이롤(polypyrrole), 폴리티오펜(polythiophene), 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜);폴리(스티렌술포네이트)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS)와 같은 폴리머계 전극재에 대한 광범위한 연구가 행해지고 있다. Thus to replace ITO polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and poly (3,4-ethylenedioxythiophene); poly (styrenesulfonate) (poly (3, Extensive research is being conducted on polymer electrode materials such as 4-ethylenedioxythiophene): poly (styrene sulfonate) (PEDOT: PSS).

이들 중 PEDOT:PSS는 무색투명함, 높은 전도도, 용이한 점도 변경성, 용이한 성막성, 낮은 표면 거칠기 및 저렴한 가격 등 많은 장점을 지닌다.  Among them, PEDOT: PSS has many advantages such as colorless transparency, high conductivity, easy viscosity changeability, easy film formation, low surface roughness and low price.

디메틸술폭시드(dimethylsulfoxide:DMSO), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone:NMP), N,N-디메틸포름아미드( N,N-Dimethylsulfoxide (DMSO), N-methylpyrrolidone (N-methylpyrrolidone: NMP), N, N-dimethylformamide (N, N-

dimethylformamide:DMF) 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol:EG)와 같은 끓는점이 높은 극성 용매를 더하면 PEDOT:PSS의 전도도와 점도를 향상킬 수 있다. 그 표면 거칠기는 D-솔비톨(D-sorbitol)을 첨가하여 향상시킬 수 있다. 이와 같은 변형된 PEDOT:PSS는 OLED와 유기 솔라셀의 투명 양전극으로 사용되어 왔다. 또한, 폴리머 전극의 패터닝 방법에 대해서도, 열 화상법(thermal imaging), 자외선 프린팅, 마이크로컨택 프린팅, 리프트 업 및 소프트 엠보싱 등 갖가지 보고가 있어왔다. 최근에는 단순한 필 오프(peel off) 기술이 보고되었는데, 이는 매우 예리한 에지(edge)를 형성할 수 있는 기술이다. Adding high boiling polar solvents such as dimethylformamide (DMF) or ethylene glycol (EG) can improve the conductivity and viscosity of PEDOT: PSS. The surface roughness can be improved by adding D-sorbitol. This modified PEDOT: PSS has been used as a transparent positive electrode of OLEDs and organic solar cells. In addition, there have been various reports on the method for patterning polymer electrodes, such as thermal imaging, ultraviolet printing, microcontact printing, lift up and soft embossing. Recently, a simple peel off technique has been reported, which is capable of forming very sharp edges.

그러나, 지난 10년간 그러한 진보에도 불구하고, 폴리머 애노드를 사용하는 FOLED의 발광 성능은 아직 만족스럽지 못하다. 그에 따라 고성능의 단순하고도 재생성 있는 ITO-프리 FOLED를 제공할 수 있는 제조공정에 대한 연구가 지속 되고 있다. However, despite such advances over the last decade, the light emitting performance of FOLEDs using polymer anodes is not yet satisfactory. As a result, research on the manufacturing process that can provide high performance, simple and reproducible ITO-free FOLED has continued.

따라서 본 발명의 목적은 고성능 ITO-프리 FOLED 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a high performance ITO-free FOLED and a method of manufacturing the same.

본 발명은, 유연성 기판;The present invention, a flexible substrate;

상기 유연성 기판 위에 형성된 폴리머 애노드층;A polymer anode layer formed on the flexible substrate;

상기 폴리머 애노드층 위에 형성된 전계 발광층;An electroluminescent layer formed on the polymer anode layer;

상기 전계 발광층 위에 형성된 전자주입층; 및 An electron injection layer formed on the electroluminescent layer; And

상기 전자주입층 위에 형성된 캐소드층;을 포함하는 ITO-프리(indium tin oxide-free) FOLED(Flexible Organic light Emitting Diode) 소자에 전기장 어닐링을 실시하는 것을 특징으로 하는 유연성 유기발광 소자의 제조방법을 제공할 수 있다. It provides a method of manufacturing a flexible organic light emitting device, characterized in that the electric field annealing to an indium tin oxide-free (FTOD) flexible organic light Emitting Diode (FOLED) device comprising a cathode layer formed on the electron injection layer can do.

또한, 본 발명은, 상기 전기장 어닐링은 15 V 내지 20 V를 포함하는 전압을 FOLED 소자에 인가하여 처리하는 것을 특징으로 하는 유연성 유기발광 소자의 제조방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide a method for manufacturing a flexible organic light emitting device, characterized in that the electric field annealing is applied by processing a voltage containing 15V to 20V to the FOLED device.

또한, 본 발명은, 상기 폴리머 애노드층은 DMSO가 도핑된 PEDOT:PSS인 것을 특징으로 하는 유연성 유기발광 소자의 제조방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention, the polymer anode layer may provide a method for manufacturing a flexible organic light emitting device, characterized in that the DMSO doped PEDOT: PSS.


또한, 본 발명은, 상기 전기장 어닐링은 전압 펄스인가로 실시되는 것을 특징으로 하는 유연성 유기발광 소자의 제조방법을 제공할 수 있다.

In addition, the present invention can provide a method of manufacturing a flexible organic light emitting device, characterized in that the electric field annealing is performed by applying a voltage pulse.

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본 발명에 따르면, 높은 전류 효율과 높은 휘도를 갖는 유연성 유기발광 소자를 효율적으로 제작할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 피크 휘도 6,100 cd/m2 및 최대 전류 효율 16.4 cd/A로 성능이 뛰어난 유연성 유기발광 소자를 제작할 수 있다. According to the present invention, a flexible organic light emitting device having high current efficiency and high luminance can be efficiently manufactured. That is, according to the present invention, a flexible organic light emitting diode having excellent performance can be manufactured with a peak luminance of 6,100 cd / m 2 and a maximum current efficiency of 16.4 cd / A.

도 1a는 유연성 유기발광 소자의 구성 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따라 E-어닐링을 실행하는 전압 펄스를 나타내는 그래프이다.
도 2는 종래 기술에 따라 제작한 유연성 유기발광 소자의 전류-전압(J-V) 및 휘도-전압(L-V)을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따라 제작된 유연성 유기발광 소자의 전류-전압(J-V) 특성을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따라 제작된 유연성 유기발광 소자의 휘도-전압(L-V)을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따라 제작된 유연성 유기발광 소자의 전류 효율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 유연성 유기발광 소자의 전류 밀도와 휘도 특성을 DMSO 도핑농도에 따라 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 유연성 유기발광 소자의 전류 효율과 파워 효율을 DMSO 도핑농도에 따라 나타낸 그래프이다.
도 8은 종래 기술과 본 발명에 따라 제작된 유연성 유기발광 소자의 EL 발광을 육안으로 알아볼 수 있게 촬영한 사진이다.
1A is a cross-sectional view of a flexible organic light emitting device.
1B is a graph showing a voltage pulse for performing E-anneal according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing current-voltage (JV) and luminance-voltage (LV) of a flexible organic light emitting device manufactured according to the prior art.
3 is a graph showing the current-voltage (JV) characteristics of the flexible organic light emitting device manufactured according to the present invention.
4 is a graph showing luminance-voltage LV of a flexible organic light emitting device manufactured according to the present invention.
5 is a graph showing the current efficiency of the flexible organic light emitting device manufactured according to the present invention.
6 is a graph showing the current density and luminance characteristics of the flexible organic light emitting device according to the DMSO doping concentration.
7 is a graph showing the current efficiency and power efficiency of the flexible organic light emitting device according to the DMSO doping concentration.
8 is a photograph taken to visually recognize the EL light emission of the flexible organic light emitting device manufactured according to the prior art and the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 FOLED의 구성을 나타내는 단면도이다. 1A is a cross-sectional view showing the configuration of a FOLED.

FOLED의 기판(100)으로 유연성 PES(polyethersulfone) 필름(Glastic PES, I-components Co. 제품)을 사용한다. 상기 PES 필름의 두께는 0.1 mm 내외이고, 표면 거칠기는 약 8 nm, 투광도는 500 nm 파장에 대해 87 % 이다. As a substrate 100 of FOLED, a flexible polyethersulfone (PES) film (Glastic PES, manufactured by I-components Co.) is used. The PES film has a thickness of about 0.1 mm, a surface roughness of about 8 nm, and a transmittance of 87% for a 500 nm wavelength.

상기 PES 필름 기판 위에 폴리머 애노드 층(200)으로 PEDOT:PSS(CLEVIOS TM PH 500인 제품)을 사용할 수 있다. PEDOT 대 PSS의 중량비는 1: 2.5로 하고 그 혼합물은 H2O에 분산시킨다. 또한, PEDOT:PSS 용액에 DMSO와 D-솔비톨을 도핑하여 전도성을 향상시킬 수 있으며, 이때 D-솔비톨 농도는 0.625 wt%로 고정적으로 하는 것이 바람직한 반면, DMSO의 농도는 5.0 wt% 내지 10.0 wt% 까지 변동가능하다. PEDOT: PSS (CLEVIOS ) as a polymer anode layer 200 on the PES film substrate. Product of PH 500) can be used. The weight ratio of PEDOT to PSS is 1: 2.5 and the mixture is dispersed in H 2 O. In addition, the conductivity can be improved by doping DMSO and D-sorbitol in the PEDOT: PSS solution, where the concentration of D-sorbitol is preferably fixed at 0.625 wt%, while the concentration of DMSO is 5.0 wt% to 10.0 wt%. It can be changed up to.

PEDOT:PSS로 구성하는 폴리머 애노드층을 대면적으로 균일하게 형성하기 위해, 다단계 스핀 캐스팅 공정(multistep spin-casting process)을 실시한다. 즉, 500 rpm에서 20 초, 1000 rpm에서 40 초, 마지막으로 3500 rpm에서 4 분간 스핀 캐스팅을 실시한다. 이와 같이 형성된 PEDOT:PSS 박막은 두께 180 nm, 표면 조도 5.5 nm, 면 저항 220 Ω/□, 및 500 nm, 파장에서의 투광도 88 %의 특성을 나타낸다. In order to uniformly form the polymer anode layer composed of PEDOT: PSS, a multistep spin-casting process is performed. That is, spin casting is performed for 20 seconds at 500 rpm, 40 seconds at 1000 rpm, and finally at 3500 rpm for 4 minutes. The PEDOT: PSS thin film thus formed exhibits characteristics of 180 nm in thickness, 5.5 nm in surface roughness, 220 Ω / square of sheet resistance, and 500 nm and a transmittance of 88% at a wavelength.

PEDOT:PSS 애노드 층을 형성한 다음, 혼합 용액을 700 rpm으로 스핀 코팅하여 녹색 전계 발광층(EL층)(300)을 형성한다. 상기 EL층 형성용 혼합 용액은, 정공 수송층인 N,N'-디페닐-N(N,N'-diphenyl-N), N'-비스(3-메틸페닐)-1(N'-bis(3-methylphenyl)-1), 1'비페닐-4,4'-디아민(TDP)(1'biphenyl-4,4'-After forming the PEDOT: PSS anode layer, the mixed solution is spin coated at 700 rpm to form a green electroluminescent layer (EL layer) 300. The mixed solution for forming an EL layer is N, N'-diphenyl-N (N, N'-diphenyl-N), N'-bis (3-methylphenyl) -1 (N'-bis (3) which is a hole transport layer. -methylphenyl) -1), 1'biphenyl-4,4'-diamine (TDP) (1'biphenyl-4,4'-

diamine (TPD)), diamine (TPD)),

전자 수송층인 2-(4-비페닐)-5-(4-테르트-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(Bu-PBD)(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-2- (4-biphenyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (Bu-PBD) (2- (4-biphenylyl) -5- ( 4-tert-butylphenyl)-

1,3,4-oxadiazole (Bu-PBD)), 1,3,4-oxadiazole (Bu-PBD)),

녹색 발광층으로 트리스(2-페닐피리디나토) 이리듐(Ir(ppy)3)(tris(2-phenylpyridinato) iridiumTris (2-phenylpyridinato) iridium as green emitting layer

(Ir(ppy)3)), 및 (Ir (ppy) 3)), and

정공 수송 호스트 물질로 1,2-디클로로에탄 및 클로로포름(1,2-1,2-dichloroethane and chloroform (1,2- as hole transport host materials)

dichloroethane and chloroform)을 3:1의 중량비로 혼합한 용매에 PVK를 혼합한 것을 사용하여 구성한다. Dichloroethane and chloroform) is composed by mixing PVK in a solvent with a weight ratio of 3: 1.

상기 EL 스핀 코팅층의 두께는 80 nm 정도로 하는 것이 바람직하다. The thickness of the EL spin coating layer is preferably about 80 nm.

다음으로 상기 EL층 위에 전자주입층(400)을 LiF로 1 nm로 형성하고, 연이어 Al 캐소드층(500)을 100 nm로 형성한다. 이들은 2×10-6 torr의 기본 압력 하에 0.7 nm/sec로 열 증착으로 형성한다. Next, on the EL layer, the electron injection layer 400 is formed at 1 nm with LiF, and subsequently the Al cathode layer 500 is formed at 100 nm. They are formed by thermal evaporation at 0.7 nm / sec under a base pressure of 2 × 10 −6 torr.

상기와 같이 제작된 유연성 유기발광 소자에 대해 크로마 미터(Chroma Meter CS-200 (Kon-For the flexible organic light emitting device manufactured as described above (Chroma Meter CS-200 (Kon-

ica Minolta Sensing, INC.)), 스펙트로미터(spectrometer(Ocean's Optics)), 소스미터(source-meter (Keithleyica Minolta Sensing, INC.)), spectrometer (Ocean's Optics), source-meter (Keithley

2400))를 사용하여 발광 특성을 측정한다.2400)) to measure the luminescence properties.

도 2는 상기 방법으로 제작된 FOLED의 성능을 나타낸 그래프이며, 특히 PEDOT:PSS 애노드 층의 DMSO 농도는 5 wt%일 경우이다. 2 is a graph showing the performance of the FOLED manufactured by the above method, in particular, the DMSO concentration of the PEDOT: PSS anode layer is 5 wt%.

도 2에 나타난 종래 기술에 따른 FOLED의 전류-전압(J-V) 특성 및 휘도-전압(L-V) 특성을 보면, 3 V 인가전압 이후 전류 밀도가 급격히 증가하다가 인가전압이 15 V를 지나면서 증가는 둔화 되어 전류 밀도는 거의 포화 상태를 보이며 굴곡진 곡선을 나타낸다. Referring to the current-voltage (JV) and luminance-voltage (LV) characteristics of the FOLED according to the related art shown in FIG. 2, the current density rapidly increases after the 3 V applied voltage, but the increase slows down after the applied voltage exceeds 15 V. As a result, the current density is almost saturated and exhibits a curved curve.

휘도-전압 특성을 보면, 12 V 미만의 인가전압에서는 전류 밀도 증가와 달리 휘도 증가를 거의 볼 수 없다가 13 V를 넘어서면서 전류 밀도 곡선이 증가 둔화로 구부러지는 동안 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다. 이러한 열악한 소자 성능은 PEDOT:PSS 애노드 층을 갖는 FOLED를 응용하는 데 심각한 문제를 야기한다. 이와 같은 현상은 DMSO의 도핑 량을 7.5 내지 10.0 wt %로 한 경우도 마찬가지로 나타난다. In the luminance-voltage characteristic, unlike the increase in current density, the increase in luminance is hardly seen at an applied voltage of less than 12 V, and then rapidly increases while the current density curve is bent due to an increase slowing down to 13 V. This poor device performance poses a serious problem in the application of FOLED with a PEDOT: PSS anode layer. This phenomenon also appears when the doping amount of DMSO is 7.5 to 10.0 wt%.

상기와 같은 현상은 다음과 같은 원리로 설명될 수 있다. The above phenomenon can be explained by the following principle.

PEDOT:PSS 애노드를 사용하는 대부분의 OLED는 음이온 PSS와 같은 이온 종을 포함한다. 이러한 이온 종의 존재는 OLED 성능에 큰 영향을 미친다. 특히, 제작된 새로운 소자에 최초로 바이어스를 인가할 때, 이온 종들은 전극 쪽으로 확산되며, 음이온들은 애노드 층으로, 양이온들은 금속층으로 향한다. 이러한 확산은 이온 전류 흐름을 유발한다. 따라서 외부에서 인가된 전기장에 대해 반대 방향으로 내부 전기장이 형성된다. 이러한 내부 전기장은 캐리어 주입을 위한 유효 전기장의 세기를 감소시킨다. 이것이 바로 PEDOT:PSS 애노드 층을 갖는 FOLED의 성능이 악화되는 이유이다. Most OLEDs using the PEDOT: PSS anode include ionic species such as anionic PSS. The presence of these ionic species greatly affects OLED performance. In particular, the first time bias is applied to the new device fabricated, the ionic species diffuse toward the electrode, the anions towards the anode layer and the cations towards the metal layer. This diffusion causes ion current flow. Thus, the internal electric field is formed in the opposite direction to the electric field applied from the outside. This internal electric field reduces the strength of the effective electric field for carrier injection. This is why FOLED's performance with the PEDOT: PSS anode layer deteriorates.

그에 따라 본 발명의 실시예에서는 상기 문제점을 해결하기 위해, 상대적으로 높은 전기장(Eext)을 샘플 소자에 처리하여 이른바, E-어닐링(E-annealing) 처리로 그 성능을 개선하는 방법을 제안한다. Accordingly, an embodiment of the present invention proposes a method of improving the performance of the so-called E-annealing process by treating a relatively high electric field (E ext ) to the sample device. .

높은 전기장의 세기로 처리하는 E-어닐링은 이온 불순물들을 전극들 쪽으로 효율적으로 이주하도록 유도할 수 있고 이로 인해 반대 방향으로 형성된 내부 전기장은 이온 간 거리 증가로 약화될 수 있다. 이렇게 이주 된 이온들 중 일부는 전극 근방의 캐리어 트랩 사이트에 의해 고정될 수도 있다. 즉, 이온 불순물들이 트랩핑 되는 접합(junction) 형성에 의해 고정될 수 있는 것이다. E-annealing at high electric field intensities can lead to efficient migration of ionic impurities toward the electrodes, thereby weakening the internal electric field formed in the opposite direction due to the increased distance between ions. Some of these migrated ions may be fixed by a carrier trap site near the electrode. That is, it can be fixed by forming a junction in which ionic impurities are trapped.

EL 층과 전극들 사이에 트랩핑 된 이온 종들은 경계층을 가로지르는 전기장을 강화시키는 결과를 가져올 수 있으며 표면 전위의 변화를 유도할 수도 있다. Ion species trapped between the EL layer and the electrodes may result in strengthening the electric field across the boundary layer and may lead to changes in surface potential.

따라서 트랩핑 된 이온 구름은 전위 장벽의 감소를 유도할 수 있고, 결국 소자 성능을 향상시키게 된다. 다시 말해, 전극 근방에 축적된 이온 공간 전하는 강한 전기장을 형성하여 전하 캐리어들의 주입에 대한 장벽의 폭 내지는 높이를 축소한다. 전자 정공의 향상된 주입은 전자 정공의 균형으로 귀결하고, OLED 고성능에 임계적인 영향을 미치는 두 가지 요인인, EL층 내에서의 여기 형성 및 전하 재결합을 효율적으로 이끌 수 있다. 따라서, E-어닐링 된 FOLED에 대해 높은 재현성을 갖는 EL 발광의 증대를 기대할 수 있다. The trapped ion cloud thus leads to a reduction of the potential barrier, which in turn improves device performance. In other words, the ion space charge accumulated near the electrode forms a strong electric field, reducing the width or height of the barrier to the injection of charge carriers. Improved injection of electron holes results in a balance of electron holes and can effectively lead to excitation formation and charge recombination in the EL layer, two factors that critically affect OLED high performance. Therefore, an increase in EL light emission with high reproducibility with respect to the E-annealed FOLED can be expected.

특히, 이러한 E-어닐링은 인가전압 15 V 전후를 임계로 하여 효과를 나타낸다. 이보다 작은 인가전압의 E-어닐닝은 이온 종의 트랩핑에 있어 성공적이지 못한 것으로 보인다. In particular, this E-annealing has an effect with a threshold of about 15 V applied voltage. E-annealing at lower applied voltages appears to be unsuccessful in trapping ionic species.

E-어닐링의 효과를 확인하기 위해, E-어닐링 처리 후 소자 성능을 분석하였다. 시료 소자에 인가전압을 연속적인 전압 스캐닝 방법으로 소자를 처리하고 특성 측정을 하였다. To confirm the effect of E-annealing, device performance was analyzed after the E-annealing treatment. The device was processed by the continuous voltage scanning method to apply voltage applied to the sample device and the characteristics were measured.

도 3은 E-어닐링 한 FOLED 시료 소자의 전류 밀도를 인가전압 스캐닝(1, 2 차 및 3 차 전압 인가 스캐닝 함)의 함수로 그에 대해 연속 측정한 그래프이고, 도 4는 휘도, 도 5는 효율을 측정한 그래프로 도 2와 함께 나타내었다. FIG. 3 is a graph of continuous measurement of current density of an E-annealed FOLED sample device as a function of applied voltage scanning (primary, secondary and tertiary voltage applied scanning), FIG. 4 is luminance, and FIG. 5 is efficiency. It is shown with Figure 2 in a graph measured.

상기와 같은 E-어닐링은 전압 펄스인가로도 실행될 수 있으며, 이 경우 펄스높이(h)는 15 내지 20 V로 하고 펄스지속시간인 펄스폭(w)은 1 초 내외로 하여 τ 시간동안 인가할 수 있다(도 1b 참조). The E-annealing as described above may also be performed by applying a voltage pulse. In this case, the pulse height (h) is 15 to 20 V and the pulse duration (w), which is the pulse duration, is applied within s for τ time. (See FIG. 1B).

상기 도 3은 시료 소자에 대한 연속 측정을 동일한 상황 하에서 실시한 것이다. 인가전압의 2 차 스캐닝은 1 차 스캐닝 직후 실시한다. 3 is a continuous measurement of the sample element under the same circumstances. The secondary scanning of the applied voltage is performed immediately after the primary scanning.

그래프들에서 알 수 있듯이 2 차 측정은 시험 대상의 FOLED가 ⅰ) 1 차 스캔 때와 비교하여 전류 밀도의 큰 감소 및 ⅱ) J-V 곡선의 구부러짐 없는 우수한 다이오드 타입의 전류 곡선을 나타낸다. 인가전압을 0 V로부터 증가시킴에 따라, EL 휘도도 증가하여, 또한 턴온(turn-on) 전압이 감소한다(도 4). L-V 곡선에서, 낮은 전류 밀도 하에서도 휘도가 크게 증가한다는 것은 정공과 전자 모두 EL 층으로 효율적으로 주입되었음을 뜻하며, 또한 그들의 전하주입 균형이 유지되고 있음을 뜻한다. As can be seen from the graphs, the secondary measurements show a good diode-type current curve without the FOLED of the test subject: i) a large reduction in current density as compared to the first scan and ii) no bending of the J-V curve. As the applied voltage is increased from 0 V, the EL luminance also increases, and the turn-on voltage also decreases (Fig. 4). In the L-V curve, the large increase in luminance even at low current densities means that both holes and electrons are efficiently injected into the EL layer, and their charge injection balance is maintained.

도 5에서 보듯이, E-어닐링한 FOLED가 E-어닐링 하지 않은 소자에 비해 전류효율이 높음을 알 수 있다. 이러한 결과들은 1 차 전압 스캐닝 동안(특히 15 내지 20 범위의 전압이 인가되는 동안) E-어닐링이 일어났음을 확인해 준다. As shown in FIG. 5, it can be seen that the current efficiency is higher in the E-annealed FOLED than in the non-E-annealed device. These results confirm that E-annealing occurred during primary voltage scanning (especially while voltages in the range of 15 to 20 were applied).

즉, 1 차 스캐닝은 소자 제작 후 최초의 전압 스캐닝으로 이 과정에서 E-어닐링 효과가 발생하게 된다고 볼 수 있다. That is, the primary scanning is the first voltage scanning after the device fabrication, it can be seen that the E-annealing effect occurs in this process.

2 차 전압 스캐닝 후, 3 차 전압 스캐닝을 하고 그에 대한 소자 특성을 측정한다. 전류 밀도 감소 및 휘도 증가 및 효율 증가 면에서 결과는 2 차 전압 스캐닝 때와 거의 같게 나타난다. 이러한 시료 소자에 대한 재현성은 1 차 전압인가에서 이주한 이온들이 안정된 채 접촉면에 남아있고(이온 트랩핑 접합 형성) 경계면에 있는 이온들은 유기 EL 층 안으로 전하 주입을 증가시킬 수 있음을 의미한다. After the secondary voltage scanning, a third voltage scanning is performed and device characteristics are measured. In terms of reduced current density, increased brightness and increased efficiency, the results are almost the same as for secondary voltage scanning. The reproducibility for this sample device means that the ions migrated from the primary voltage application remain stable at the contact surface (form an ion trapping junction) and the ions at the interface can increase charge injection into the organic EL layer.

PEDOT:PSS 애노드를 갖는 E-어닐링 한 FLOED에 대한 최적의 조건을 찾아내기 위해, PEDOT:PSS에 첨가된 DMSO 농도를 변화시켜 가면서 도 6 및 도 7과 같이 특성을 관찰하였다.In order to find the optimal conditions for the E-annealed FLOED with PEDOT: PSS anode, the characteristics were observed as shown in FIGS. 6 and 7 while varying the concentration of DMSO added to PEDOT: PSS.

도 6을 보면, 비교적 낮은 턴온 전압인 4 V근방에서 동작하기 시작하고, 밝은 EL 발광이 나타나는데, 이는 E-어닐링 한 FOLED로부터 EL이 효율적으로 발광할 수 있음을 뜻한다. 이러한 PEDOT:PSS 애노드를 가진 FOLED의 성능은 (FOLED의 동작에 대한 완전한 최적화 없이도) 시료 소자의 잠재된 우수성을 보여준다. 특히, DMSO 농도가 7.5 wt%인 FOLED는 뛰어난 성능을 나타내어, 동작 전압 7.5와 11.2 V에서 각각 100 cd/m2 및 1,000 cd/m2의 밝기를 나타내고, 26.5 V에서 6,100 cd/m2의 피크 휘도를 나타내며, 이는 솔루션 공정의 ITO-프리 FOLED로는 비교적 높은 휘도이다. Referring to Fig. 6, it starts to operate near 4 V, which is a relatively low turn-on voltage, and bright EL light emission appears, which means that the EL can efficiently emit light from the E-annealed FOLED. The performance of FOLED with this PEDOT: PSS anode demonstrates the potential superiority of the sample device (without a complete optimization of the operation of the FOLED). In particular, FOLEDs with a DMSO concentration of 7.5 wt% show excellent performance, resulting in brightness of 100 cd / m 2 and 1,000 cd / m 2 at operating voltage 7.5 and 11.2 V, respectively, and peaks at 6,100 cd / m 2 at 26.5 V. Brightness, which is relatively high with ITO-free FOLED in solution processes.

이러한 시험 소자의 휘도는 유리 기판에 ITO 애노드를 사용한 기존의 폴리머 인광성(phosporescent) OLED에 필적한다. The brightness of this test device is comparable to conventional polymer phosphorescent OLEDs using ITO anodes on glass substrates.

또한, 도 7에서 보듯이, 7.5 wt%의 DMSO 농도를 갖는 소자의 효율을 구할 수 있다. 100 cd/m2 에서 전류 효율 ηC는 ηC =16.2 cd/A, 1,000 cd/m2에서 15.5 cd/A, 6,100 cd/m2에서 ηC = 7.6 cd/A 이 도달되었다. 또한, 파워 효율 ηP를 유추하였으며, 최대 8.7 lm/W에 도달하고 이후 바이어스 전압의 증가에 따라 서서히 감소했다. In addition, as shown in Figure 7, the efficiency of the device having a DMSO concentration of 7.5 wt% can be obtained. The current efficiency η C at 100 cd / m 2 reached η C = 16.2 cd / A, 15.5 cd / A at 1,000 cd / m 2 , and η C = 7.6 cd / A at 6,100 cd / m 2 . In addition, the power efficiency η P was inferred, reaching a maximum of 8.7 lm / W and then slowly decreasing with increasing bias voltage.

상기와 같은 결과는 또한 E-어닐링 FOLED에 대해 전하 주입 균형이 이루어지고 있음을 의미한다. 소자의 EL 발광은 CIE 색좌표(Commission Internationale deThese results also indicate that charge injection balance is being achieved for the E-annealed FOLED. EL light emission of the device is CIE color coordinate (Commission Internationale de

L'Eclairage) 좌표 x=0.32, y=0.61를 나타내고, 이는 전류 밀도와는 거의 무관하였다. 이에 대한 결과는 표 1에 요약되어 있다. L'Eclairage) coordinates x = 0.32, y = 0.61, which was almost independent of current density. The results for this are summarized in Table 1.

DMSO(wt%)DMSO (wt%) 특성characteristic 5.05.0 7.57.5 10.010.0 VON[V]V ON [V] 5.25.2 4.24.2 3.73.7 Lmax [cd/m2]L max [cd / m 2 ] 1,484 1,484 6,090 6,090 4,4904,490 ηP max[lm/W]η P max [lm / W] 1.4 1.4 8.7 8.7 7.67.6 ηC max[cd/A]η C max [cd / A] 3.9 3.9 16.4 16.4 11.711.7 CIE [x, y]CIE [x, y] 0.324, 0.611  0.324, 0.611 0.324, 0.611 0.324, 0.611 0.324, 0.6110.324, 0.611

다음으로, E-어닐링 한 소자의 EL 동작을 육안으로 관찰하였다. 도 7은 DMSO 7.5 wt% 인 소자에 대해 12 V의 바이어스 전압을 동일하게 인가한 상태하에 시료소자의 동작 상태를 촬영한 사진이다. Next, the EL operation of the E-annealed device was visually observed. FIG. 7 is a photograph showing an operation state of a sample device under a state in which a bias voltage of 12 V is equally applied to a device having 7.5 wt% of DMSO.

도 8의 사진을 보면 E-어닐링 하지 않은 FOLED 보다 E-어닐링 한 FOLED의 활성 영역에서의 EL 발광이 훨씬 더 밝다는 것을 명백하게 알 수 있다. 따라서 E-어닐링에 의해 잇따르는 이온 확산 트랩핑으로 인해 소자 성능이 향상됨을 알 수 있다.
From the photograph of FIG. 8, it can be clearly seen that the EL light emission in the active region of the E-annealed FOLED is much brighter than that of the non-E-annealed FOLED. Therefore, it can be seen that device performance is improved due to subsequent ion diffusion trapping by E-annealing.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

100: 기판 200: 폴리머 애노드층
300: EL층 400: 전자 주입층
500: 캐소드층
100: substrate 200: polymer anode layer
300: EL layer 400: electron injection layer
500: cathode layer

Claims (4)

유연성 기판;
상기 유연성 기판 위에 형성된 폴리머 애노드층;
상기 폴리머 애노드층 위에 형성된 전계 발광층;
상기 전계 발광층 위에 형성된 전자주입층; 및
상기 전자주입층 위에 형성된 캐소드층;을 포함하는 ITO-프리(indium tin oxide-free) FOLED(Flexible Organic light Emitting Diode) 소자에 전기장 어닐링을 실시하는 것을 특징으로 하는 유연성 유기발광 소자의 제조방법.
Flexible substrates;
A polymer anode layer formed on the flexible substrate;
An electroluminescent layer formed on the polymer anode layer;
An electron injection layer formed on the electroluminescent layer; And
And a cathode layer formed over the electron injection layer.
제1항에 있어서, 상기 전기장 어닐링은 15 V 내지 20 V를 포함하는 전압을 인가하여 처리하는 것을 특징으로 하는 유연성 유기발광 소자의 제조방법. The method of claim 1, wherein the electric field annealing is performed by applying a voltage including 15 V to 20 V. 5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리머 애노드층은 DMSO가 도핑된 PEDOT:PSS인 것을 특징으로 하는 유연성 유기발광 소자의 제조방법. 3. The method of claim 1, wherein the polymer anode layer is DMSO-doped PEDOT: PSS. 4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기장 어닐링은 전압 펄스인가로 실시되는 것을 특징으로 하는 유연성 유기발광 소자의 제조방법.

The method of manufacturing a flexible organic light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the electric field annealing is performed by applying a voltage pulse.

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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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APPLIED PHYSICS LETTERS 89, 103507 (2006.09.06.)
논문1: JOURNAL OF DISPLAY TECHNOLOGY, VOL. 6, NO. 7, JULY 2010

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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